6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Физиотерапия, лазерная терапия / Лазерофорез,_лазерная_биоревитализация,_липолитическая

Гиалуроновая кислота

Гиалуроноваякислота(ГК, гиалуронат, гиалуронан) – несульфированный гликозаминогликан, входящий в состав соединительной, эпителиальной и нервной тканей. Является одним из основных компонентов внеклеточного матрикса, содержится во многих биологических жидкостях (стекловидном теле, синовиальной жидкости и др.). Название «гиалуроновая кислота» этому веществу было дано в 1934 году К. Мейером и Дж. Палмером, которые впервые идентифицировали его из стекловидного тела глаза [Meyer K., Palmer J.W., 1934].

Химическая структура ГК была установлена в 1950-х годах в лаборатории К. Мейера, представляет собой полимер, состоящий из остатков D-глюкуроновой кислоты и D-N-ацетилглюкозамина, соединенных поочередно β-1,4- и β-1,3-гликозидными связями. Молекула ГК может содержать до25 000 такихдисахаридныхзвеньев. ПрироднаяГКимеетмолекулярную массуот5 до20 000 кДа, такжепродуцируетсянекоторымибактериями(напр. Streptococcus) [Марри Р. и др., 2009], однако не существует в свободном состоянии, только в виде солей Na, Ca, Mg и др., поэтому, говоря о ГК, всегда подразумевают какую-либо ее соль, чаще всего гиалуронат натрия.

ГКдеградируетсясемействомферментов, называемыхгиалуронидазами. В организме человека существуют по меньшей мере семь типов гиалуронидазоподобных ферментов, некоторые из них являются супрессорами опухолеобразования. ПродуктыразложенияГК(олигосахаридыикрайненизкомолекулярныегиалуронаты) проявляютпроангиогенныесвойства(стимулируют образованиеновыхкапилляровизужесуществующихсосудов). Крометого, недавние исследования показали, что фрагменты ГК в отличие от нативного высокомолекулярногополисахаридаспособныиндуцироватьвоспалительный ответ в макрофагах и дендритных клетках при повреждениях тканей и отторжениитрансплантированнойкожи. Втелечеловекавесом70 кгвсреднем содержится около 15 граммов ГК, треть из которой преобразуется (расще-

пляетсяилисинтезируется) каждыйдень[Stern R., 2004; Stern R. et al., 2006].

Гиалуроновая кислота является главным компонентом синовиальной жидкости, отвечающим за ее вязкоупругость. Наряду с лубрицином ГК – основной компонент поверхностной биологической смазки.

Вместе с другими протеогликанами ГК входит в состав межклеточного матрикса кожи. При чрезмерном воздействии на кожу ультрафиолета происходит воспаление кожи («солнечный ожог»), при этом в клетках дермы замедляется синтез ГК и увеличивается скорость ее распада.

ГКиграетважнуюрольвгидродинамикетканей, процессахмиграцииипролиферацииклеток, атакжеучаствуетврядевзаимодействийсповерхностными рецепторами клеток, в особенности со своим первичным рецептором CD44.

20

Гиалуроновая кислота связывает воду в межклеточных пространствах, повышая тем самым сопротивление тканей сжатию. Одна молекула гиалуроновой кислотысвязываетиудерживаетоколосебядо700 молекулводы. Онаучаствует втранспортеираспределенииводывтканях. Гиалуроноваякислотаопределяет барьернуюизащитнуюфункциимежклеточногопространства. Внутрисуставов онадействуеткаксмазкасуставныхповерхностей, внутриглазаспособствует нормализации внутриглазного давления [Block A., Bettelheim F., 1970].

Способность ГК связывать воду можно наглядно продемонстрировать, если взять 2%-ный раствор ГК в воде. Нетрудно подсчитать, что в такой смеси содержится 98% воды. И все же она настолько надежно связана с ГК, что полученную смесь можно взять в руки, как гель, несмотря на то что это жидкость. Даже1%-ныйрастворГКобладаетзаметнойвязкостью, поскольку еемолекулыобразуютвводенечтонаподобиесетки. Недаромгиалуроновую кислоту иногда называют молекулярной губкой [Сеньоре Жан-Марк, 1998].

Благодаря своим физико-химическим свойствам (высокая вязкость, специфическаяспособностьсвязыватьводуибелкииобразовыватьпротеогликановыеагрегаты) ГКспособствуетпроявлению многочисленныхфункций соединительной ткани (табл. 3) [Строителев В., Федорищев И., 2000].

Показано, что средняя молекулярная масса ГК в хряще резко снижается с возрастом, при этом общее ее содержание увеличивается (рис. 7) [Holmes M.W.A. et al., 1988]. Аналогичные изменения ГК наблюдаются в коже у женщин, особенно значительно этот процесс происходит после 60

лет (рис. 8) [Ghersetich I. et al., 1994; Holmes M.W.A. et al., 1988]: коллаге-

21

Рис. 7. Среднемассовое изменение состава ГК в хряще суставов с возрастом

Рис. 8. Снижение содержания ГК в коже женщин с возрастом

новые волокна разрыхляются и истончаются, кожа становится дряблой, деформируетсяовалилицо«стекаетвниз». Междурыхлымиколлагеновыми волокнамиисчезаетГК, возникаетпустота, появляютсяновыеиуглубляются старые морщины.

C возрастом меняется и качественное состояние ГК: в старой коже процент ассоциированной (связанной) ГК выше, чем в молодой [Meyer L.J., Stern R., 1994]. Отэтогозависятеевлагоудерживающиесвойства, поскольку связанная ГК обладает меньшей гигроскопичностью. Это приводит к тому, чтосодержаниевлагивкожесгодамиснижается, кожастановитсяболеесухой, дряблой, появляютсяморщиныискладки. Весьманепродолжительный

22

эффектразглаживанияморщинпослеоднократногонанесенияГКпроисходит

восновномблагодарятому, чтовкожупопадаетнебольшоедополнительное количество свободной ГК, которая тянет за собой воду. На общее содержание ГК в коже она практически не влияет, поскольку быстро деградирует, но некоторое время после такой аппликации кожа выглядит более свежей и гладкой. При регулярном использовании средства для увядающей кожи на основеГКподдерживатькожувгидратированномсостоянииудаетсядольше, поэтомудольшедержитсяэффектразглаживания. Сдругойстороны, общее повышениеуровнявлагивкожеспособствуетактивизацииметаболических процессов, и это в свою очередь положительно сказывается на внешнем виде кожи.

Вдерме содержится почти 70% воды, что составляет от 15 до 18% всей воды организма. Содержание воды в дерме зависит от возраста, состояния организма и генетических особенностей. В роговом слое также есть вода, содержание которой практически постоянно, если роговой слой не поврежден. Это, во-первых, связанная, или первичная, вода (5% сухого веса) и, во-вторых, слабо связанная, или вторичная, вода (30% сухого веса) [Bettinger J., Mailbach H.I.. 1997]. Кроме этого, есть еще свободная вода, со-

держаниекоторойзависитототносительнойвлажностиокружающейсреды иотприсутствиявроговомслоегигроскопических(способныхпритягивать и удерживать воду) молекул.

Нормальный водный баланс очень важен для внешнего вида кожи. При гипергидратациикожасморщиваетсяинабухает(эффектдлительногокупания), а при дегидратации кожа теряет упругость и покрывается морщинами (эффекткрокодиловойкожи). Гипергидратация– достаточноредкоеявление, ичащевсегокожеугрожаетдегидратация. Дляпервыхназемныхживотных сохранение влаги в коже было равноценно сохранению жизни, поэтому водосберегающие системы постоянно оттачивались и совершенствовались

впроцессе эволюции.

Водный баланс кожи поддерживается разнонаправленными водными потоками: диффузией воды в дерму сквозь стенки сосудов и испарением ее через роговой слой. Диффузия и испарение – это два пассивных процесса, поэтомуособоезначениеприобретаютводоудерживающиесвойствадермыи эпидермиса. Гидратированноесостояниедермыподдерживаетгиалуроновая кислота, котораяобладаетспособностьюсвязыватьв1000 разбольшеводы, чем весит сама [Сеньоре Жан-Марк, 1998].

Соднойстороны, роговойслойявляетсямеханическимпрепятствиемдля испаряющейсяжидкости, асдругой– способен«притягивать» иудерживать влагу, содержащуюся в атмосфере. Поглощением влаги из воздуха наряду с другими гигроскопическими молекулами (например, мочевиной) занимается и гиалуроновая кислота. Комплекс гидрофильных и гигроскопических

23

молекул, сосредоточенный в корнеоцитах, носит название натурального увлажняющего фактора (natural moisturizing factor – NMF).

С возрастом водный баланс кожи нарушается, и потери воды начинают превышать ее поступление. Это происходит как за счет уменьшения количества влаги, которая просачивается в дерму через кровеносные сосуды (ухудшается общее кровоснабжение кожи), так и за счет нарушения работы водосберегаюших систем. В частности, снижается синтез гиалуроновой кислоты в дерме и эпидермисе и ускоряется ее разрушение под действием различных факторов [Сеньоре Жан-Марк, 1998].

Уникальныесвойствагиалуроновойкислотысразуобратилинасебявниманиеученыхиврачей. Ужев1943 году, черездевятьлетпослеееоткрытия, была предпринята попытка использования ГК, выделенной из пуповины, в практической медицине для лечения поражений кожи.

ПервыйвысокоочищенныйпрепаратГКсвысокоймолекулярноймассой былпроизведенизгребнейкур. Онпродаетсянамировомрынкеподторговой маркой «Healon» (Pharmacia). Этот препарат нашел широкое применение в глазной хирургии в качестве вископротектора для предохранения внутренних тканей глаза от механических повреждений. Однако «Healon» очень дорогой: одна упаковка, содержащая 0,4 мл 1%-ного раствора гиалуроната натрия, стоила в 1999 г. около 80 долларов США, что соответствует 20 млн долларов за 1 кг.

ВСССР способ получения гиалуроновой кислоты из гребней кур был впервые предложен в 1990 году. В 1994–1999 гг. патентуется ряд способов получения ГК, предложенных группами ученых из различных лабораторий. Важным преимуществом куриных гребней как источников ГК перед материалами, полученнымиотчеловека(пупочнымиканатиками), является исключениерискаинфицированиявирусами. Этимобъясняется, почемубольшинство препаратов гиалуроновой кислоты, используемых в медицине для наружногоипарентеральногоприменения, вчастности«Healon» (Pharmacia

&Upjohn), «Opegan» (Seikagaku), «Hyalgan» (Sanofi Pharmaceuticals), по-

лучены из гребней кур.

Внастоящее время препараты ГК – одной или в комбинации с другими лекарственными средствами – широко применяются как в местной, так и в общей терапии. Как полиэлектролит, хорошо удерживающий воду, ГК вводится в составе глазных капель – «искусственных слез», используемых при лечениисухостироговицы. Повышаястабильность«искусственныхслез» на поверхностиглаза, ГКоблегчаетлечениеэтойраспространеннойпатологии.

Химически модифицированная ГК в виде гелей, пленок или губок также полезна для предотвращения образования спаек в послеоперационном периоде. Модифицированная ГК помещается между тканями, взаимную спайку которых следует предупредить. Примером хирургических опе-

24

раций, в которых могут использоваться биосовместимые гели, пленки и губки, являются операции, выполненные на брюшной полости, где важно предотвратить спайки кишечника или брыжейки; операции, выполненные намочеполовомаппарате, наматочныхтрубахиматкеженщиндетородного возраста, нейрологическиеоперации, гдеважносвестикминимумуразвитие грануляционной ткани.

НеоценимарольГКнетолькокаксамостоятельноголекарственногопрепарата, но и как средства переноса других лечебных веществ к органам и тканям, атакжеихконтролируемоговысвобождения. Биологическиактивные компоненты могут быть ковалентно или нековалентно связаны с ГК. Меняя концентрацию ГК, можно контролировать скорость еедеградацииили диффузии и таким образом скорость доставки лекарственного средства в ткани

[Patent US N 5985850].

При внутрисуставном, внутримышечном или подкожном введении ГКсоздаетдепопрепаратавместеинъекциии, постепенноразрушаясь, освобождает лекарство, улучшая его фармакологический профиль и предупреждаяразвитиевозможныхпобочныхреакций. Такаястратегияприменяется вслучаестероидных(кортизол) инестероидных(индометацин, диклофенак) противовоспалительныхсредств, белков(например, супероксиддисмутазыи α-интерферона) ипептидов(например, RGD-пептида, фактораростаэпидермиса), антибиотиков (например, гентамицина), пилокарпина и противоопухолевых препаратов (например, доксорубицина и таксола) [Prestwich G.D., Vercruysse K.P., 1998].

ВлитературеимеютсяданныеобиспользованииГКисоставов, содержащихГК, вкачествеиммуномодуляторов[СтроителевВ.В., ФедорищевИ.А., 1997; Patent US N 6013641]. Применение ГК длиной от 2 до 80 дисахаридных единиц в ежедневной дозе 1–25 мг/кг массы тела пациента подавляло нежелательную Т-клеточную активность в случае реакции отторжения трансплантата и при аутоиммунных заболеваниях (ревматоидном артрите, псориазе, аутоиммунном тиреоидите, миастении gravis и др.). При этом дозировка ГК зависит от состояния пациента, желательного уровня пода- вленияТ-клеточнойактивностиидлинымолекулыГК, котораяопределяет время ее полураспада. Применение ГК позволяет сохранить аутогенную ткань, являющуюся мишенью аутореактивных Т-лимфоцитов. Кроме того, наблюдается уменьшение воспаления, отека, освобождения цитокинов, обусловленного активацией Т-лимфоцитов. Показано в частности, что трансплантат сохраняется на 25–50% дольше, если реципиент принимает препараты с ГК.

ГК можно принимать как отдельно, так и в комбинации с иммунодепрессантами, такими как циклоспорины А и G, рапамицин, азатиоприн, антителапротивбелковплазматическоймембраны, участвующихвреакции

25

отторжения трансплантата (CD4, CD8, CD2, CD28, LFA-1, ICAM-1 и др.),

что сопровождается синергическим эффектом [Строителев В.В., Федори-

щев И.А., 1997].

Важнымиоченьперспективнымнаправлениемсчитаетсяиспользование ГКкакранозаживляющегосредства. ГКобладаетрядомважныхсвойств, выгодноотличающихееотмногихлекарственныхсредств. Так, ГКнеоказывает раздражающего действия на кожу вокруг раны и не проявляет антигенных свойств, что делает возможным применение препаратов ГК у больных, сенсибилизированных к другим местным средствам. ГК не просто создает на поверхности раны вязкий слой с кислотными свойствами, механически изолируя ее поверхность от внешней среды, но обладает биостимулирующим эффектом, ускоряя регенеративные процессы при длительно не заживающих трофических язвах, пролежнях, ранах после травм и оперативных вмешательств.

ГК оказывает противовоспалительный эффект, уменьшает отечность, при курсовом применении снижает количество микробных тел в ожоговых ранах и повышает к концу курса чувствительность микрофлоры к антибактериальным препаратам. Применение ГК при подготовке ожоговых ран к кожной пластике обеспечивает приживление кожного лоскута по всей поверхности с хорошим косметическим эффектом, а также ускорение заживления ран донорских мест [Матчин Е.Н., Потапов В.Л., 1998]. Эти, а также другие качества ГК (табл. 4) послужили основанием для создания на базе очищенной ГК ряда раневых покрытий, в частности салфетки Johnson & Johnson и поверхностного покрытия «Hydak» (BioCoat).

Таблица 4

Биологическая активность ГК

26

Поскольку первоочередной задачей при любых повреждениях кожного покрова является восстановление целостности базальной мембраны, лежащей на границе эпидермиса и дермы и служащей местом прикрепления новорожденных клеток, предпринимаются попытки создания раневых покрытий на основе комбинаций ГК с белками – ламинином, фибронектином (или замещающими его RGD-пептидами) или коллагеном, являющимися компонентами базальной мембраны. Идеальная репарация, наблюдаемая

впервом и втором триместрах эмбрионального развития, вновь и вновь побуждает ученых к созданию композиций, близких по своему составу к амниотической жидкости [Patent US N 5604200].

Первое российское медицинское изделие со стандартизованной кислотой– лечебныесалфеткиГИАПЛЮСТ. ПомимоГКвихсоставвходятместный анестетик, антиоксидант и антисептик растительного происхождения. Приэтомразработчикивыступаюткатегорическипротиввключениявсостав лечебной салфетки антибиотиков и других химиотерапевтических препаратов, ибо, подавляя рост и размножение одних видов микроорганизмов, последние создают условия для расцвета других видов [Самойленко И.И., Федорищев И.А., 1996].

Наибольшие трудности при получении очищенного препарата ГК из природных источников связаны с удалением белков, специфически (с высоким сродством) или неспецифически (с низким сродством) связанных с ГК. Дальнейшее усовершенствование методики очистки ГК позволило существенноснизитьсодержаниебелковыхпримесей(до0,7%) итакимобразомполучитьбазовыйпрепарат, неуступающийпосвоимхарактеристикам лучшим мировым образцам.

Проводятся широкие исследовательские работы по созданию сложных комплексов ГК для возможного применения и в других областях медицины вирусологии, онкологии, оториноларингологии, хирургии, эндокринологии.

ГКполучилаширокоеприменениевкосметологии(табл. 5). Сегоднямногиекосметическиефирмыпредлагаютпрепараты, содержащиеГК. Вотличие от медицинских препаратов, в которых особый интерес вызывают противовоспалительное, ранозаживляющее и иммуномодулирующее действие ГК,

вкосметических композициях акцент сделан на улучшение пластических свойств кожи [Патент РФ № 2078561].

Очень популярными среди потребителей являются различные косметические средства против старения, включающие ГК. В составе таких композиций основная роль ГК состоит в восполнении и поддержании уровня влаги в коже. C возрастом меняется качественное состояние ГК: в старойкожепроцентассоциированной(связанной) ГКвыше, чемвмолодой [Meyer L.J., Stern R., 1994]. От этого зависят влагоудерживающие свойства ГК: связанная ГК обладает меньшей гигроскопичностью. Это приводит к

27

28

тому, что содержание влаги в коже с годами снижается, кожа становится более сухой, дряблой, появляются морщины и складки. Весьма непродолжительный эффект разглаживания морщин после однократного нанесения ГК происходит в основном благодаря тому, что в кожу попадает небольшое дополнительное количество свободной ГК, которая тянет за собой воду. На общее содержание ГК в коже она практически не влияет, поскольку быстро деградирует, но некоторое время после такой аппликации кожа выглядит более свежей и гладкой. При регулярном использовании средства для увядающейкожинаосновеГКподдерживатькожувгидратированномсостоянии удаетсядольше, поэтомудольшедержитсяэффектразглаживания. Сдругой стороны, общее повышение уровня влаги в коже способствует активизации метаболическихпроцессов, иэтовсвоюочередьположительносказывается на внешнем виде кожи.

Что касается стимулирующего и иммуномодулирующего эффектов, то ониособеннозаметныприиспользованииГКвспециальныхранозаживляющих и восстановительных средствах. Такие средства широко используются в косметологической практике после травмирующих процедур, таких как шлифовка (механическая, химическая, лазерная) или пластическая операция. Использование содержащих ГК композиций ускоряет восстановление кожного покрова и существенно снижает риск возникновения осложнений, среди которых наиболее неприятными являются присоединение инфекции

иразвитие рубцов.

Впоследние годы все шире практикуются инъекции ГК, с помощью которых в глубокие слои кожи доставляются большие количества данного вещества. Популярныйметодобкалыванияморщиниопределенныхзонлица действительно придает коже упругость и эластичность, причем эффект довольностойкийидержитсянесколькомесяцев. Требованиякинъекционным препаратампредъявляютсяболеежесткие: воизбежаниепобочныхаллергических реакций ГК должна быть очень хорошо очищена от всевозможных примесей, особенно белковой природы [Чайковская Е.А., Карапетян К.Д., 1998; Duranti F. et al., 1998; Olenius M., 1998].

Взависимости от предназначения препарата в нем предпочтительнее использовать комплексы ГК с весьма высокой или довольно низкой молекулярной массой. Так, в ранозаживляющих и защитных композициях лучше использовать высокомолекулярную ГК, образующую на поверхности влагоудерживающую пленку. ГК с небольшой молекулярной массой подходит для косметических композиций, в составе которых она не только обеспечит увлажняющий и стимулирующий эффекты [Greco R.M. et al., 1998; Bernard E. et al., 1994; Kielty C.M. et al., 1992; Shepard S. et al., 1996],

но и будет служить транспортом для других активных ингредиентов [Jia C. et al., 1998; Manna F. et al., 1999]. Проникновение высокомолекулярной ГК

29

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/